KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권12호
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pp.5936-5954
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2018
Eight out of the top ten the largest technology companies in the world are involved in some way with the coming mobile VR revolution since Facebook acquired Oculus. This trend has allowed the technology related with mobile VR to achieve remarkable growth in both academic and industry. Therefore, the importance of reproducing the acoustic expression for users to experience more realistic is increasing because auditory cues can enhance the perception of the complicated surrounding environment without the visual system in VR. This paper presents a audio downmixing system for auralization based on hardware, a stage of sound rendering pipelines that can reproduce realiy-like sound but requires high computation costs. The proposed system is verified through an FPGA platform with the special focus on hardware architectural designs for low power and real-time. The results show that the proposed system on an FPGA can downmix maximum 5 sources in real-time rate (52 FPS), with 382 mW low power consumptions. Furthermore, the generated 3D sound with the proposed system was verified with satisfactory results of sound quality via the user evaluation.
Currently a multichannel system for virtual 3-D sound rendering is under development. Robust sound image formation and smooth real time interactivity are main design Points. The system utilizes VBAP algorithm as virtual sound image positioning. Overall system settings can be easily configured. We developed software, RIMA. as a driving Program of the system. At this stage, it is possible to position virtual sound images at arbitrary positions in three-dimensional space. The characteristics of the system are discussed. The system has been applied to the KAIST Bicycle Simulator to generate the virtual sound field.
캐시의 성능은 하드웨어 시스템에서 중요한 요인이다. 본 논문은 사운드 렌더링에 적합한 캐시 성능을 분석하기 위해 캐시 시뮬레이션을 진행한다. 또한 본 논문은 기하학적 방법(Geometric method)에서 사용하는 광선 추적(Ray tracing) 기반의 하드웨어 모델들과 캐시 성능을 향상시키기 위한 연구들을 소개한다. 캐시 시뮬레이션은 캐시 크기, 웨이, 블록에 대한 조건들에 대해 다양하게 진행된다. 다양한 시뮬레이션은 캐시 히트율에 영향을 미치는 요인을 찾을 수 있다. 본 논문은 캐시 시뮬레이션 결과와 실제 하드웨어 성능을 비교하여 사운드 렌더링에 적합한 캐시 성능을 분석한다.
In this paper, 3D sound rendering using multichannel speakers is studied. Virtual 3D sound technology has mainly been researched with binaural system. The conventional binaural sound systems reproduce the desired sound at two arbitrary points using two speakers in 3DD space. However, it is hard to implement the localization of virtual source at back/front and top/below positions because the HRTF of an individual is unique just like the fingerprint. Most of all, the HRTF is highly sensitive to the elevation change. Multichannel sound systems have mainly been used to reproduce the sound field picked up over a certain volume rather than at specific points. Moreover, multichannel speakers arranged in 3-D space produce a much better performance of ...
본 논문은 VR시스템에서 실시간으로 3D Sound를 Rendering하기 위한 음장재현 시스템구현에 관한 것이다. 2개의 Speaker 또는 헤드폰을 사용하여 음장을 제어할 수 있다. 음장 제어는 레이 트레이싱(Ray Tracing)기법을 이용하여 음장을 시뮬레이션하고 가상 공간의 음장 파라미터를 추출하여 음원에 적용하면서 실시간으로 음장효과를 렌더링한다. 이 시스템은 펜티엄-II 333MHz, 128M RAM, SoundBlaster SoundCard를 사용한 시스템에서 구현하였다. 최종적으로 청취자는 2개의 스피커 또는 헤드폰을 이용하여 3D 음장을 경험하게 된다.
본 논문에서는 가상환경에 위치한 청취자의 움직임에 대응하여 실시간으로 6DoF 공간음향을 제공하는 공간음향 렌더링 시스템에 대해 소개한다. 본 시스템은 MPEG-I Immersive Audio CfP 대응을 위하여 MPEG-I AEP를 개발환경으로 사용하여 구현되었으며 인코더와, 디코더를 포함하는 렌더러로 구성된다. 인코더는 인코더 입력 포맷(EIF) 파일에 포함된 가상공간 장면의 공간적 오디오 파라미터와, SOFA 파일로 제공되는 음원의 지향성 정보 등의 메타데이터를 오프라인으로 부호화하여 비트스트림으로 전달하는 역할을 하며, 렌더러는 전달된 비트스트림을 수신하여 청취자의 위치에 따라 실시간으로 6DoF 공간음향 렌더링을 수행한다. 개발된 렌더링 시스템에 적용한 주요 공간음향 처리 기술로는 음원 효과 및 장애물 효과 처리 기술이 있으며, 그 외 시스템 동작에 필요한 기술로는 도플러 효과 및 음장효과 처리 기술 등이 있다. 개발된 시스템에 대한 성능평가 결과로서 자체 주관평가 결과를 소개한다.
본 논문은 VR시스템에서 실시간으로 3D Sound를 Rendering하기 위한 음장재현 시스템구현에 관한 것이다. 2개의 Speaker 또는 헤드폰을 사용하여 음장을 제어할 수 있다. 음장 제어는 레이 트레이싱(Ray Tracing)기법을 이용하여 음장을 시뮬레이션하고 가상 공간의 음장 파라미터를 추출하여 음원에 적용하면서 실시간으로 음장효과를 렌더링한다. 이 시스템은 펜티엄-II 333MHz, 128M RAM, Sound Blaster Sound Card를 사용한 시스템에서 구현하였다. 최종적으로 청취자는 2개의 스피커 또는 헤드폰을 이용하여 3D 음장을 경험하게 된 다.
In these days, a vehicle simulator has been developed with a VR(Virtual Reality) system. A VR system must provide a vehicle simulator with natural interaction, sufficient immersion and realistic images. In addition, a VR system must present a driver with the realistic driving situation. To achieve these, it is important to obtain a fast and uniform rendering performance regardless of the complexity of virtual worlds. In this paper, the factors to improve the reality for the VR based vehicle simulator have been investigated. For the purpose, the modeling and the rendering methods which offer an improved performance for complex VR applications as the 3D road model have been implemented and verified. Then, we experiment on the influence of graphic and sound factors to the driver, and analyze each result for improving the reality such as the driver's viewport, the form of texture, the lateral distance of the side object, and the sound effect. These factors are evaluated on the driving system which is constructed for qualitative analysis. The research results could be used for improving the reality of the VR based vehicle simulator.
얇은 패널에서 음향 정보를 전달하기 위해서 단일 지점을 가진하는 방법은 패널 자체의 진동 특성의 영향으로 방사되는 음장에 영향을 끼치게 된다. 기존의 패널 자체를 방사체로 활용 하고자 하는 스피커 시스템은 단일 또는 스테레오 사운드 제공 목적으로 음원이 되도록 하는 패널 특정 위치에 부착된 가진기를 이용하게 된다. 이렇게 방사하는 음향은 판이 갖는 모달 특성으로 인해 쉽게 왜곡될 수 있어 충분한 음향 파워를 갖거나 높은 방사효율을 기대하기 어렵다. 또한, 몰입감 높은 음장을 구현하기 위해서 한정된 가진기를 이용하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 얇은 패널에 고정적으로 부착된 가진기를 이용하여, 패널 임의의 위치에서 음향이 방사되도록 진동-음향 역문제적 기법을 이용하여 진동장을 제어하도록 스피커 영역을 렌더링하여 제어하는 기법에 대해 다루었다. 국소화된 스피커 영역을 패널에서 생성하여 음원의 위치를 변화 시킬 수 있도록 하고, 가지기의 배치와 구현 가능한 스피커 영역의 위치 간 관계를 모사실험을 통해 제어 결과를 비교 및 검토하였다.
본 논문에서는 청취자 위치정보 기반 상호간섭 제거기법의 객관적 성능을 분석한다. 기존외 많은 상호간섭 제거기법은 청취자가 최적청취위치에 있을 때를 가정해 설계되었다. [11]에서 제안한 공간뒤틀림/상호간섭제거기법은 청취자 위치 추적기를 사용하여 청취자의 위치에 상관없이 상호간섭 제거가 가능하다. 공간뒤틀림/상호간섭제거기법은 청취자 위치추적 부분과 상호간섭 제거 부분으로 구성된다. 본 논문에서는 청취자 위치정보 기반 상호간섭 제거기법의 객관적 성능평가를 위해 상호간섭 지표가운데 하나인 상대지수를 이용한 물리적 강인성과 좌/우 스피커의 수신전력세기 균형특성 및 균형특성의 근평균제곱오차와 유동평균을 통해 공간뒤틀림/상호간섭 제거기법의 객관적인 간섭제거성능을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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